水面艦艇隱身技術(shù)

水面艦艇隱身技術(shù)技術(shù)的產(chǎn)生原因隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代海戰(zhàn)中，物理場(chǎng)探測(cè)器和精確制導(dǎo)武器正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其戰(zhàn)斗效能越來(lái)越高，為了對(duì)付這種現(xiàn)實(shí)的威脅，各國(guó)海軍正在加緊發(fā)展艦艇隱身技術(shù)，它通過(guò)改變自身物理場(chǎng)，以降低被敵發(fā)現(xiàn)和被精確制導(dǎo)武器命中的概率。艦艇隱身技術(shù)萌發(fā)于雷達(dá)發(fā)明之后。在二戰(zhàn)中，雷達(dá)發(fā)揮了巨大的作用，于是人們開(kāi)始研究如何對(duì)付它，由此而產(chǎn)生了隱身技術(shù)。德國(guó)最先在其潛艇上采用了隱身技術(shù)，在潛艇的通氣管和潛望鏡上使用了吸波材料，以達(dá)到反雷達(dá)探測(cè)的目的。此后，美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家相繼開(kāi)展隱身技術(shù)的研究。迄今為止，各國(guó)都紛紛研制各種隱身艦艇，如美國(guó)的"海幽靈"隱身試驗(yàn)艦，法國(guó)的"拉菲特"級(jí)護(hù)衛(wèi)艦，以色列"薩爾"5小型護(hù)衛(wèi)艦等。特別是瑞典在"斯米格"號(hào)隱身試驗(yàn)船的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了YS2000全隱身攻擊艦，現(xiàn)正在設(shè)計(jì)和建造，不久的將來(lái)，該國(guó)將建成世界上第一支全部由隱身艦艇組成的艦隊(duì)。這些隱身艦艇的問(wèn)世，標(biāo)志著艦艇隱身技術(shù)日益成熟，同時(shí)也預(yù)示著未來(lái)的海戰(zhàn)將是一場(chǎng)"無(wú)"戰(zhàn)艦的戰(zhàn)場(chǎng)。國(guó)外關(guān)鍵技術(shù)提高艦艇的隱蔽性，就是要降低輻射噪聲、可見(jiàn)光、磁場(chǎng)、水壓場(chǎng)和溫度場(chǎng)等艦艇的物理場(chǎng)。目前的艦艇隱身技術(shù)主要集中在雷達(dá)波隱身、聲隱身、紅外隱身、電子特性隱身四個(gè)方面。另外隨著能夠探測(cè)艦艇電磁特性的水雷傳感器研制的不斷開(kāi)展，降低艦艇的電磁特性也將逐漸成為艦艇隱身的一個(gè)重要方面。1、雷達(dá)波隱身

雷達(dá)探測(cè)是一種靠雷達(dá)照射目標(biāo)物體后，接受反射回波來(lái)感知目標(biāo)的探測(cè)方法。因此，如何減少物體的回波是這一技術(shù)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的艦艇由于筆直、規(guī)則的外形，大面積的平面，板與板之間的直角連接等形狀和結(jié)構(gòu)對(duì)雷達(dá)波產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射，從而增大了雷達(dá)反射截面，增強(qiáng)了敵方雷達(dá)的探測(cè)距離。雷達(dá)波隱身技術(shù)的著眼點(diǎn)就是降低雷達(dá)反射截面，減小雷達(dá)探測(cè)范圍。

（1）隱身技術(shù)方法

a）采用雷達(dá)吸波材料和涂料

吸波材料的工作原理是消耗雷達(dá)照射波的能量，減少雷達(dá)波的反射，改變艦艇的雷達(dá)反射截面以誘惑來(lái)襲導(dǎo)彈攻擊艦艇的非重要部位。采用雷達(dá)吸波材料是減少艦艇雷達(dá)反射截面的最簡(jiǎn)單措施，這種隱身是比較徹底的，但其技術(shù)難度較大，經(jīng)濟(jì)性差，國(guó)外在這方面投入很高。

b）改進(jìn)艦體及上層建筑

艦艇的外形設(shè)計(jì)對(duì)降低雷達(dá)散射面積有著極其重大的意義。通過(guò)改變外形，使雷達(dá)照射波改變方向散射空間來(lái)減少回波的強(qiáng)度，從而起到降低雷達(dá)反射截面積的目的。諸如對(duì)軍艦舷側(cè)采用傾斜形設(shè)計(jì)，避免與水面相互垂直，使照射面進(jìn)行異向反射，以減小回波的反射能量；上層建筑四周及相鄰連接處避免直角，盡量采用圓弧過(guò)渡，防止產(chǎn)生波的尖角繞射；外露面積盡量減小等。

c）控制甲板移動(dòng)物體

一艘艦艇的雷達(dá)反射截面積是該艦具體形狀的函數(shù)，艦上移動(dòng)的人員和裝備，都是雷達(dá)的反射體，應(yīng)加以控制。如艦員盡量在甲板內(nèi)活動(dòng)，嚴(yán)格控制艦載機(jī)的飛行時(shí)間等。

（2）國(guó)外雷達(dá)波隱身的設(shè)計(jì)原則

a)"角度壓縮"原則。即犧牲某些角度如兩舷側(cè)的RCS（雷達(dá)反射截面積）值，而在其它角度，最低限度地進(jìn)行RCS縮減。這樣既有利于總體設(shè)計(jì)，也便于隱身技術(shù)的實(shí)施。以此原則設(shè)計(jì)的艦艇只是在某些主散射方向上存在較大的RCS值，因此使敵難于探測(cè)、跟蹤，有利于本艦電子對(duì)抗的實(shí)施。

b)"外形為主、材料為輔"原則。目前吸波材料吸波性能有限，適用頻帶窄、環(huán)境適應(yīng)性差、價(jià)格昂貴。國(guó)外普遍采用外形隱身技術(shù)，只有在外形隱身難以實(shí)施或需要加強(qiáng)隱身效果時(shí)，才采用涂覆吸波材料的方法。

（3）各國(guó)海軍采用的關(guān)鍵技術(shù)

在艦艇雷達(dá)波隱身技術(shù)方面，國(guó)外海軍始終堅(jiān)持大力抓基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)手段建設(shè)。在基礎(chǔ)理論方面，根據(jù)電磁場(chǎng)原理，相繼開(kāi)發(fā)了雷達(dá)波散射的估算、仿真系統(tǒng)，已完成了由簡(jiǎn)單型體的RCS定性估算到全船RCS仿真的定量分析這一質(zhì)的飛躍。

吸波材料雖然只是雷達(dá)波隱身技術(shù)的輔助手段，但國(guó)外海軍仍在下大力氣進(jìn)行研究，吸波材料已從最早的鐵氧體材料，發(fā)展到納米材料和生物型材料。

由于吸波材料的局限性，目前國(guó)外海軍普遍在艦艇外形上大做文章。主要的技術(shù)措施有：船體外傾、上層建筑大平面傾斜（7°以上）及整合、避免凹腔和角反射、減少耦合、駕駛室采用金屬膜玻璃、嚴(yán)格工藝控制（提高外板和平板的表面平整度）等措施。

淋水幕（霧）技術(shù)，將艦艇"籠罩"起來(lái)，使之與環(huán)境融為一體，達(dá)到降溫、屏蔽的效果。如俄羅斯的"現(xiàn)代"級(jí)驅(qū)逐艦、美國(guó)的"杜魯門"號(hào)航母、印度的"德里"級(jí)驅(qū)逐艦、英國(guó)的"海幽靈"護(hù)衛(wèi)艦都采用了該技術(shù)。

4、控制艦艇自身的電子特性

艦載電子設(shè)備的隱身也是艦艇隱身的一個(gè)重要方面。為防止對(duì)方的電子和磁性探測(cè)器探測(cè)，控制己艦的電磁輻射特征，國(guó)外海軍采用的技術(shù)主要有：

a)完善無(wú)源偵察設(shè)備，發(fā)展聯(lián)合信息收集分配系統(tǒng)。如采用GPS接收機(jī)完成導(dǎo)航，采用雷達(dá)偵察機(jī)接收偵知敵情，利用數(shù)據(jù)接收機(jī)接收聯(lián)合信息分配系

b)采用相應(yīng)的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)，保證有源電子裝備具有低頻截獲概率特性。當(dāng)艦艇需要使用主動(dòng)工作雷達(dá)和通信設(shè)備時(shí)，這些有源設(shè)備必須在技術(shù)上保證被截獲概率低，在戰(zhàn)術(shù)上保證隱蔽使用。主要措施如YS2000艦的導(dǎo)彈雷達(dá)采用小功率的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，艦載相控陣?yán)走_(dá)采用了大量的被截獲概率低的技術(shù)。艦載通信也要采用保密措施和小暴露的使用方法，目前一些現(xiàn)役艦艇都有雷達(dá)通信裝備的隱蔽使用規(guī)則。

c)降低艦上天線的雷達(dá)反射截面。雷達(dá)通信等各種無(wú)線電設(shè)備的天線是雷達(dá)反射截面的產(chǎn)生器。降低天線副瓣，減少天線失配反射可減少天線的散射，采用頻率選擇技術(shù)可衰減帶外信號(hào)，采用天線升降翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使天線向上升起掃描幾次后就向下翻轉(zhuǎn)保持隱身狀態(tài)，以微帶天線為主的共形天線技術(shù)也是減少雷達(dá)反射截面的一個(gè)好方法。

5、減少艦艇的電磁特性

由于可探測(cè)艦艇電磁特性的水雷傳感器目前正處于研制階段，故降低艦艇電磁特性也成為西方國(guó)家研究的一個(gè)重點(diǎn)。

艦艇的電磁特性主要有三種：靜電特征，即水下電位（UEP）；與腐蝕有關(guān)的磁特征；極低頻電磁特征。影響艦艇靜電特征及與腐蝕有關(guān)的磁特征的因素有艦艇濕表面所采用的材料及其分布；由于涂層受損而導(dǎo)致的艇體表面狀況的改變；外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

通過(guò)成功地設(shè)計(jì)艦艇外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，使陰極保護(hù)系統(tǒng)最佳化，既可為艦艇提供尚佳的保護(hù)，還不會(huì)出現(xiàn)明顯的靜電特征及與腐蝕有關(guān)的磁特征。英國(guó)的WAL公司最近研制了一新型外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)用的組合式WAL

C3P電源和控制器系統(tǒng)，此系統(tǒng)目前正在納入英國(guó)海軍兩棲登陸艦更換發(fā)展計(jì)劃。

通過(guò)采用被動(dòng)軸或主動(dòng)軸接地技術(shù)可減少軸速極低頻電磁特征。在被動(dòng)軸接地技術(shù)中，螺旋槳與其艇體之間通過(guò)滑環(huán)和軸襯進(jìn)行電路連接，可減少推進(jìn)軸與艇體之間的電阻變化，減少防腐保護(hù)電流的波動(dòng)，從而減少軸速極低頻電磁特征。在主動(dòng)軸接地技術(shù)中，為使艦艇的軸與艇體之間的電阻盡量小，采用電子部件使軸接地。目前主動(dòng)軸接地系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于水面艦艇和潛艇，可使艦艇具有接近零的軸速極低頻電磁特征。被動(dòng)軸接地系統(tǒng)由于效果差、效率低，一般用做主動(dòng)軸接地系統(tǒng)的備用系統(tǒng)。

三、水面艦艇隱身技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)海軍水面艦艇隱身技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是不斷依托高新技術(shù)，設(shè)計(jì)建造全隱身水面艦艇，所采用的技術(shù)也將從原雷達(dá)波隱身、聲隱身、紅外隱身、電子隱身等各自為政，轉(zhuǎn)變?yōu)楦黝I(lǐng)域技術(shù)綜合兼顧。目前各國(guó)海軍著重研究的關(guān)鍵技術(shù)有：

1、雷達(dá)波隱身方面：

a)雷達(dá)波散射對(duì)消技術(shù)。即利用雷達(dá)波的矢量疊加的特性，人為產(chǎn)生一個(gè)與目標(biāo)散射場(chǎng)同頻率、同幅度、同極化、反相位的電磁場(chǎng)，兩個(gè)場(chǎng)相互抵消，從而減少對(duì)方探測(cè)雷達(dá)接收的總電磁場(chǎng)強(qiáng)度，降低其探測(cè)效能。該技術(shù)分主動(dòng)對(duì)消和被動(dòng)對(duì)消兩種。目前各國(guó)海軍正在探索之中。

b)吸波涂（覆）料、結(jié)構(gòu)型吸波材料及吸波結(jié)構(gòu)。國(guó)外海軍正在不斷改進(jìn)和提高目前的吸波涂（覆）料的吸波性能、環(huán)境適應(yīng)性能以及拓寬材料吸波的頻段，c之同時(shí)能降低敵雷達(dá)、紅外、激光、可見(jiàn)光等不同波段的電磁探測(cè)，此